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- Herausgeber: BookRix
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Deutsch
- Veröffentlichungsjahr: 2015
Multimedia ist ein stetig wachsendes und immer wichtiger werdendes Anwendungsgebiet für Computer. Die dabei verwendeten Multimedia-Dateien haben eine enorme Größe und stellen strenge Anforderungen an die Echtzeitverarbeitung für die Wiedergabe. Die Dateien bestehen häufig aus mehreren parallelen Spuren, gewöhnlich aus einer Video- und Tonspur sowie welchen für Untertitel. All diese Spuren müssen während der Wiedergabe synchron gehalten werden. Im Einsatz von Multimedia ist Echtzeit-Scheduling, um Deadlines einzuhalten. Dafür werden hauptsächlich zwei verschiedene Algorithmen eingesetzt. Zum einen das Raten-monotone Scheduling , welches statischer und unterbrechbar ist. Dieses weist den Prozessen feste Prioritäten auf Grund ihrer Perioden zu.
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Deckblatt
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von
Prof. Dr. Ziegenbalg
Publiziert im Selstverlag
Alle Rechte sind dem Autor vorbehalten
1. Einleitung
Multimedia [1] ist ein stetig wachsendes und immer wichtiger werdendes Anwendungsgebiet für Computer. Die dabei verwendeten Multimedia-Dateien haben eine enorme Größe und stellen strenge Anforderungen an die Echtzeitverarbeitung für die Wiedergabe. Die Dateien bestehen häufig aus mehreren parallelen Spuren, gewöhnlich aus einer Video- und Tonspur sowie welchen für Untertitel. All diese Spuren müssen während der Wiedergabe synchron gehalten werden.
Im Einsatz von Multimedia ist Echtzeit-Scheduling, um Deadlines einzuhalten. Dafür werden hauptsächlich zwei verschiedene Algorithmen eingesetzt. Zum einen das Raten-monotone Scheduling[2], welches statischer und unterbrechbar ist. Dieses weist den Prozessen feste Prioritäten auf Grund ihrer Perioden zu.
Zum anderen wird der Earliest Deadline First Algorithmus[3] verwendet. Dieser ist dynamisch und wählt stets den Prozess mit der kürzesten Deadline. Der Algorithmus EDF ist zwar komplizierter als RMS, kann aber eine 100%ige Auslastung erreichen.
Im Bereich der Multimedia-Dateisysteme findet normalerweise ein Push-Modell anstatt eines Pull-Modells Anwendung. Wird der Datenstrom einmal gestartet, so werden die Daten ohne weitere Anforderung gesendet. Diese Vorgehensweise ist notwendig, um die Echtzeitanforderungen zu erfüllen und unterscheidet sich grundlegen von konventionellen Betriebssystemen.
Auch die Handhabung von Dateien ist unterschiedlich. Diese können zusammenhängend oder nicht zusammenhängend auf der Festplatte gespeichert werden. Werden sie nicht zusammenhängend gespeichert, so kann eine Einheit eine variable oder aber auch eine feste Länge besitzen.
Die Performance ist abhängig von der Platzierung der Dateien auf der Festplatte. Bei mehreren Dateien wird dabei häufig der Orgelpfeifen-Algorithmus verwendet. Auch können die Dateien über mehrere Festplatten verteilt werden. Ebenso schlägt sich unterschiedliches Handling des Caching von Blöcken und Dateien auf die Performance nieder.
[1] Multimedia bedeutet wörtlich mehr als ein Medium, somit fallen zum Beispiel Filme darunter aber auch ein Buch. Dieses enthält zwei Medien, Text und Bilder. Gewöhnlich versteht man aber unter Multimedia ein Dokument, welches zwei oder mehr kontinuierliche Medien besitzt, welche in einem Zeitintervall abgespielt werden müssen.
[2] Im Folgenden mit RMS abgekürzt.
[3] Im Folgenden mit EDF abgekürzt.
2. Anwendungsmöglichkeiten von Multimedia
Heutzutage wird es immer mehr zur Gewohnheit, digitale Filme, Videoclips und Musik auf Festplatte zu speichern und diese mit einem Computer abzuspielen. Allerdings unterscheiden sich diese Dateien erheblich von traditionellen Textdateien, für die die aktuellen Dateisysteme ausgelegt sind. Deshalb ist es erforderlich neue Dateisysteme zu entwickeln, die diese Dateien verwalten können. Dabei werden vor allem durch das Abspielen von Musik und Videos neue Fähigkeiten des Schedulers und weiteren Teilen des Betriebssystems benötigt.
Aber was für Anwendungen gibt es im Bereich von Multimedia?
Auf einem Einzelrechner werden häufig DVDs[1] eingesetzt, um Filme abzuspielen. DVDs sind optische Speichermedien, die eine Speicherkapazität von 5 GB bis zu 17 GB haben können.
Weitere optische Speichermedien sind Blu-Ray und HD DVD. Blu-Rays haben ein Speichervolumen von 25 bis 50 GB und HD DVD von 15 GB bis 30 GB. Beide Formate wetteifern darum, Nachfolger der DVD zu werden. Wobei sich mittlerweile abzeichnet, dass sich die Blu-Ray durchsetzen wird und HD DVD vom Markt verschwinden wird.
Eine weitere Anwendung ist das Herunterladen von Videoclips aus dem Internet. Auf vielen Webseiten werden Videos zum Herunterladen oder Streamen angeboten. Mittlerweile gibt es viele Webseiten, wie zum Beispiel Youtube, die sich ausschließlich mit dem zur Verfügungstellen von Videos beschäftigen. Wenn das Breitband-Internet weiter ausgebaut wird und ADSL[2] zur Norm wird, werden solche Inhalte noch stärker zunehmen.
